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    • 专利摘要:
    Umeine Magnetisiereinrichtung, umfassend ein Gehäuse, einen an dem Gehäuse gehaltenenMagnetisierkopf mit einem sich in Richtung einer Längsachseerstreckenden Magnetisierfinger, in welchem mindestens eine Magnetisierspulesowie mindestens ein Spulenkern angeordnet sind, und eine Kühleinrichtungzur Kühlungdes Magnetisierfingers, hinsichtlich ihrer Lebensdauer zu verbessern,wird vorgeschlagen, daß indem Magnetisierkopf ein mit einer Steuerung gekoppelter Temperatursensorangeordnet ist und daß dieSteuerung dann, wenn der Temperatursensor eine über einer oberen Temperaturschwelleliegende Temperatur im Magnetisierfinger erfaßt, einen Magnetisiervorgangverhindert.
    公开号:DE102004018963A1
    申请号:DE200410018963
    申请日:2004-04-14
    公开日:2005-11-03
    发明作者:Thomas Haisch
    申请人:Minebea Co Ltd；
    IPC主号:H01F1-03
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft eine Magnetisiereinrichtung umfassend ein Gehäuse, einenam Gehäusegehaltenen Magnetisierkopf mit einem sich in Richtung einer Längsachseerstreckenden Magnetisierfinger, in welchem mindestens eine Magnetisierspulesowie mindestens ein Spulenkern angeordnet sind, und eine Kühleinrichtungzur Kühlungdes Magnetisierfingers.
    [0002] DerartigeMagnetisiereinrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt.
    [0003] Da üblicherweiseeine sehr starke Kühlung desMagnetisierfingers erforderlich ist, treten große Temperaturschwankungen auf,so daß insbesondere dieLebensdauer des Magnetisierkopfes der Magnetisiereinrichtung reduziertwird.
    [0004] DerErfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Magnetisiereinrichtungder gattungsgemäßen Arthinsichtlich ihrer Lebensdauer zu verbessern.
    [0005] DieseAufgabe wird bei einer Magnetisiereinrichtung der eingangs beschriebenenArt erfindungsgemäß dadurchgelöst,daß indem Magnetisierkopf ein mit einer Steuerung gekoppelter Temperatursensorangeordnet ist und daß dieSteuerung dann, wenn der Temperatursensor eine über einer oberen Temperaturschwelleliegende Temperatur im Magnetisierfinger erfaßt, einen Magnetisiervorgangverhindert.
    [0006] DerVorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegtsomit darin, daß sichmit der Steuerung eine Überhitzungdes Magnetisierkopfes dadurch verhindern läßt, daß durch Blockieren des Magnetisiervorgangsder Wärmeeintragreduziert wird und somit die Möglichkeitbesteht, wieder ausreichend Zeit zur Kühlung des Magnetisierfingers über dieKühleinrichtungund somit zur Reduzierung der Temperatur in diesem zur Verfügung zuhaben.
    [0007] Prinzipiellwürde dieMöglichkeitbestehen, aus Sicherheitsgründeneinen Magnetisiervorgang füreine bestimmte Zeitdauer zu blockieren, so daß ausreichend Zeit für die Abkühlung desMagnetisierfingers zur Verfügungsteht.
    [0008] Umjedoch ein besonders effizientes Arbeiten mit der erfindungsgemäßen Magnetisiereinrichtungzu ermöglichen,ist vorzugsweise vorgesehen, daß dieSteuerung einen Magnetisiervorgang dann wieder zuläßt, wenndie Temperatur im Magnetisierfinger eine Temperaturschwelle unterschreitet.
    [0009] DieTemperaturschwelle könntebeispielsweise so gelegt werden, daß sie nennenswert unterhalbder oberen Temperaturschwelle liegt.
    [0010] Umjedoch nur fürmöglichstkurze Zeit den Magnetisiervorgang zu blockieren, ist vorzugsweise vorgesehen,daß dieTemperaturschwelle mit der oberen Temperaturschwelle ungefähr identischist und somit lediglich eine Schalthysterese auftritt, welche durchdie systembedingte Hysterese von Temperatursensor und Steuerungbedingt ist.
    [0011] Prinzipiellwäre esdenkbar, einen Magnetisiervorgang dadurch zu verhindern, daß die Verbindungzwischen einer Stromquelle fürdie Magnetisierspule und der Magnetisierspule unterbrochen wird.
    [0012] Daderartige Stromquellen jedoch üblicherweisePulsstromquellen sind, ist vorzugsweise vorgesehen, daß mit derSteuerung bei Überschreiten deroberen Temperaturschwelle ein Stromimpuls einer Pulsstromquellefür diemindestens eine Magnetisierspule blockierbar ist, das heißt, daß die Pulsstromquelleso angesteuert wird, daß siekeinen Stromimpuls mehr liefert.
    [0013] Mitder bislang beschriebenen erfindungsgemäßen Lösung ist lediglich vorgesehen,das Überschreitender oberen Temperaturschwelle und somit Beschädigungen des Magnetisierfingerszu verhindern.
    [0014] Beieiner sehr starken Kühlungdes Magnetisierfingers besteht aber auch die Gefahr, daß die Kühleinrichtungin ihrer Funktion beeinträchtigtwird oder daß derMagnetisierfinger aufgrund zu starker Abkühlung auch in seiner Lebensdauerbegrenzt wird.
    [0015] Ausdiesem Grund ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Steuerung eine Regelungumfaßt,mit welcher die Kühleinrichtungansteuerbar ist und mit welcher die vom Temperatursensor gemesseneTemperatur im Magnetisierfinger in einem Sollbereich regelbar ist.
    [0016] Damitbesteht die Möglichkeit,insbesondere dann, wenn der Wärmeeintragdurch Magnetisiervorgängegering ist oder überhauptkeine Magnetisiervorgängestattfinden, die Temperatur im Magnetisierfinger innerhalb des Sollbereichszu halten.
    [0017] Vorzugsweiseist dabei vorgesehen, daß der Sollbereich über demGefrierpunkt liegt, so daß bereitsdurch die Festlegung des Sollbereiches Vereisungserscheinungen imBereich der Kühleinrichtung vermiedenwerden können.
    [0018] Besondersgünstigist es, wenn der Sollbereich zwischen einer oberen und einer unterenSollwertschwelle liegt, durch welche eine Hysterese vorgebbar ist,welche auch einer Regelträgheitder KühleinrichtungRechnung trägt.
    [0019] Umjedoch die Kühleinrichtungin ihrer Kühlleistungnicht so groß dimensionierenzu müssen,so daß diesein der Lage ist, jeden möglichenWärmeeintragdurch die Magnetisiervorgängedurch die Kühlleistungohne Temperaturerhöhungaufzunehmen, ist vorzugsweise vorgesehen, daß zwischen dem Sollbereichund der oberen Temperaturschwelle ein erlaubter Betriebsbereichliegt.
    [0020] Dasheißt,daß für die Temperaturim Magnetisierfinger ein Betriebsbereich vorgesehen ist, welcher über demSollbereich liegt, so daß dieKühleinrichtungmit maximaler Kühlleistungkühlt,jedoch ein Ansteigen der Temperatur im Magnetisierfinger über denSollbereich nicht verhindern kann.
    [0021] Dererlaubte Betriebsbereich wird erfindungsgemäß – wie eingangs bereits erläutert – nur durchein Verhindern eines weiteren Magnetisiervorgangs und somit einesweiteren Wärmeeintragsbeim Überschreitender oberen Temperaturschwelle begrenzt.
    [0022] Hinsichtlichder Ausbildung der Kühleinrichtungselbst wurden bislang keine näherenAngaben gemacht. Beispielsweise wäre es denkbar, den Magnetisierfingervon mindestens zwei Seiten her zu kühlen.
    [0023] Einaufgrund seiner Einfachheit vorteilhaftes Ausführungsbeispiel sieht vor, daß die Kühleinrichtungnur auf einer Seite des Magnetisierfingers Wärme abführt, so daß die gesamte Wärme ausdem Magnetisierfinger nur auf einer Seite desselben abgenommen wird.
    [0024] Diesläßt sichbesonders günstigdadurch erreichen, daß dieKühleinrichtungeinen Kühlkörper umfaßt, welchermit dem Spulenkern thermisch gekoppelt ist.
    [0025] Einebesonders gute Kopplung zwischen dem Kühlkörper und dem Spulenkern läßt sichvorzugsweise dadurch erreichen, daß der Kühlkörper durch körperlichenKontakt mit dem Spulenkern gekoppelt ist.
    [0026] Prinzipiellwäre esdenkbar, daß dieKühleinrichtungals Wasserkühlungarbeitet und somit den Kühlkörper durchWasser kühlt.
    [0027] Eineandere Möglichkeitwäre, daß die Kühleinrichtungmit einem Peltierelement arbeitet.
    [0028] Einebesonders günstigeAusführungsform einererfindungsgemäßen Kühleinrichtungsieht vor, daß einKühlkörper derKühleinrichtungeinen durch Kühlgasbeaufschlagbaren Kühlflächenträger umfaßt. DieVerwendung von Kühlgashat insbesondere großeVorteile beim Einsatz der erfindungsgemäßen Kühleinrichtung in Reinräumen.
    [0029] Besonderseffizient arbeitet die erfindungsgemäße Kühleinrichtung mit Kühlgas, wennder Kühlflächenträger kühlgasumlenkendausgebildet ist, so daß einsehr guter Wärmeübergangvom Kühlflächenträger aufdas Kühlgaserfolgt.
    [0030] Einebesonders zweckmäßige Ausführungsformsieht vor, daß derKühlflächenträger einenHohlkörperaufweist, dessen Kühlflächen mitdem Kühlgasbeaufschlagbar sind.
    [0031] DasKühlgaskann in unterschiedlichster Art und Weise erzeugbar sein.
    [0032] Beispielsweisekann einfach Gas bei Raumtemperatur aus einer zentralen Gasversorgungeingesetzt werden.
    [0033] Einebesonders günstigeLösungsieht jedoch vor, daß dasKühlgasKaltgas eines durch adiabatische Entspannung eines Gases erzeugbaren Kaltgasstromesist.
    [0034] Einederartige adiabatische Entspannung des Gases könnte beispielsweise durch eineDüse erfolgen.
    [0035] Einebesonders zweckmäßige Lösung zur Erzeugungdes Kaltgasstroms sieht vor, daß derKaltgasstrom durch irreversible adiabatische Entspannung gemäß dem Joule-Thomson-Effekterzeugbar ist.
    [0036] Einebesonders gute Kühlwirkungläßt sich dannerreichen, wenn der Kaltgasstrom eine Temperatur von weniger als0° Celsiusaufweist.
    [0037] Hinsichtlichder Anordnung des Temperatursensors wurden im Zusammenhang mit derbisherigen Erläuterungder einzelnen Ausführungsbeispiele keinenäherenAngaben gemacht. Grundsätzlich kannder Temperatursensor an beliebiger Stelle im Magnetisierfinger angeordnetsein.
    [0038] Umsicherzugehen, daß dievom Temperatursensor gemessene Temperatur nicht niedriger ist alsdie tatsächlichbeispielsweise im Bereich der Magnetisierspulen herrschenden Temperatur,ist vorzugsweise vorgesehen, daß derTemperatursensor an einer der Wärmeabfuhrdurch die Kühleinrichtung gegenüberliegendenSeite des Magnetisierfingers angeordnet ist.
    [0039] Hierbeikönnteder Temperatursensor direkt am Spulenkern sitzen.
    [0040] Besonderszuverlässigist die Temperaturmessung jedoch dann, wenn der Temperatursensor inthermischem Kontakt mit einer den Spulenkern umgebenden Vergußmasse steht,da üblicherweise auchdie Magnetisierspulen in diese den Spulenkern umgebenden Vergußmasse eingebettetsind und somit davon ausgegangen werden kann, daß die Temperaturverhältnisse,die vom Temperatursensor erfaßtwerden, ungefährden Temperaturverhältnissen imBereich der Magnetisierspulen entsprechen.
    [0041] Besondersgünstigist es hierzu, wenn der Temperatursensor nahe einem zweiten Endedes Spulenkerns angeordnet ist, welches einem durch die Kühleinrichtunggekühltenersten Ende des Spulenkerns gegenüberliegt.
    [0042] WeitereMerkmale der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibungsowie der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels.
    [0043] Inder Zeichnung zeigen:
    [0044] 1 eineperspektivische Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen Magnetisiereinrichtung,
    [0045] 2 einenSchnitt längsLinie 2-2 in 1;
    [0046] 3 einenvergrößerten Längsschnitt ähnlich 2 durcheinen Magnetisierkopf;
    [0047] 4 einenSchnitt längsLinie 4-4 in 3;
    [0048] 5 eineschematische Darstellung einer Funktionsweise einer Steuerung und
    [0049] 6 einDiagramm mit einem beispielhaften Verlauf einer Temperatur in einemMagnetisierfinger bei wirksamer Steuerung.
    [0050] EinAusführungsbeispieleiner erfindungsgemäßen Magnetisiereinrichtung,dargestellt in 1 bis 3 umfaßt ein alsGanzes mit 10 bezeichnetes Gehäuse, in welchem ein mit 12 bezeichneterMagnetisierkopf angeordnet ist, welcher mit einem Magnetisierfinger 14 über eineOberseite 16 des Gehäuses 10 übersteht,so daß aufden Magnetisierfinger 14 mit der Magnetisiereinrichtungzu magnetisierende Ringkörper 18 aufschiebbarsind, die den Magnetisierfinger 14 auf einer Mantelseite 20 umgeben.
    [0051] ZurSicherheit füreine Bedienungsperson ist auf der Oberseite 16 des Gehäuses 10 nocheine Abdeckklappe 22 angeordnet, welche um eine Achse 24 schwenkbargelagert ist und sich in der geschlossenen Stellung über den über dieOberseite 16 überstehendenMagnetisierfinger 14 hinweg und diesen übergreifend erstreckt und dabeibis zur Oberseite 16 des Gehäuses 10 verläuft.
    [0052] Fernerist an dem Gehäuse 10 nochauf einer Frontseite 26 eine Steuerung 28 für die vorgesehenenFunktionen, insbesondere auch die durchzuführenden Magnetisiervorgänge, angeordnet.Die Steuerung 28 läßt beispielsweiseeinen Magnetisiervorgang nur dann zu, wenn die Abdeckklappe 22 inihrer geschlossenen Stellung steht. Weitere erfindungsgemäße Funktionenwerden nachfolgend noch im einzelnen erläutert.
    [0053] DerMagnetisierkopf 12 umfaßt, wie in 3 dargestellt,ein Basisgehäuse 30,welches eine Basisplatte 32 und einen von dieser sich wegerstreckenden Gehäusebecher 34 umfaßt.
    [0054] Fernererstreckt sich ausgehend von der Basisplatte 32 des Basisgehäuses 30,und zwar auf einer dem Gehäusebecher 34 gegenüberliegenden Seite,der Magnetisierfinger 14 mit einem zu einer Längsachse 36 koaxialverlaufenden Gehäusemantel 38 biszu einem den Gehäusemantel 38 aufeiner dem Basisgehäuse 30 gegenüberliegendenSeite abschließendenDeckel 40.
    [0055] DerGehäusemantel 38 umschließt dabeieinen im Innern desselben angeordneten Spulenkern 42, welchersich ebenfalls in Richtung der Längsachse 36,und zwar von einem im Basisgehäuse 30 liegendenersten Ende 44 zu einem dem Deckel 40 zugewandtenzweiten Ende 46, erstreckt.
    [0056] DerSpulenkern 42 weist dabei einen zylindrischen Kernkörper 48 auf,von welchem, wie in 4 dargestellt, sich in radialerRichtung zur Längsachse 36 biszum Gehäusemantel 38 erstreckende Magnetpole 50 ausgehen,welche jeweils von Windungen 52, beispielsweise den Windungen 52a, 52b, einerMagnetisierspule 54, umschlossen sind, die, in einer Umlaufrichtung 56 gesehen,zwischen den Magnetpolen 50 und, in radialer Richtung zurLängsachse 36 gesehen,zwischen dem Kernkörper 48 und demGehäusemantel 38 liegen.Somit liegen bei Bestromung aller Magnetisierspulen 54 inder Umlaufrichtung 56 aufeinanderfolgend angeordnete Magnetpole 50 vor,die eine unterschiedliche Polarität aufweisen.
    [0057] DerKernkörper 48 weistseinerseits noch einen koaxial zur Längsachse 36 verlaufendenDurchbruch 58 auf, welcher sich durch diesen hindurch vomersten Ende 44 bis zum zweiten Ende 46 erstreckt.
    [0058] Indiesem Durchbruch 58 sitzt ein rohrförmiger Fortsatz 60 einesals Ganzes mit 62 bezeichneten Kühlkörpers 62, welcheraußerdemeinen sich an den Fortsatz 60 nach dem ersten Ende 44 desSpulenkerns 42 anschließenden Kühlflächenträger 64 aufweist, derinnerhalb des Gehäusebechers 34 sitzt undim dargestellten Ausführungsbeispieleinen den Fortsatz 60 tragenden und an dem ersten Ende 44 desSpulenkerns 42 anliegenden Zwischenkörper 66 und einensich an diesen anschließendenHohlkörper 68 aufweist.Der Kühlkörper 62 istdurch körperlichen Kontaktthermisch mit dem Spulenkern 42 gekoppelt, so daß eine möglichstgute Ableitung der im Spulenkern 42 entstehenden Wärme aufden Kühlkörper 62 erfolgt.
    [0059] DerHohlkörper 68 weisteine dem Spulenkern 42 abgewandte Öffnung 70 auf undeine sich von der Öffnung 70 inden Hohlkörper 68 hineinerstreckendeKühlfläche 72,welche beispielsweise von einem sich an die Öffnung 70 anschließenden,zur Längsachse 36 zylindrischverlaufenden Bereich 74 in einen zur Längsachse 36 konischverlaufenden und sich trichterförmigverengenden Bereich 76 übergeht.
    [0060] Dergesamte Kühlkörper 62 istseinerseits noch von einem zentralen Kanal 78 durchsetzt,welcher von dem sich konisch verjüngenden Bereich 76 ausgehtund durch den Zwischenkörper 66 undden Fortsatz 60 hindurch verläuft bis zu einer Öffnung 80 desFortsatzes 60, welche dem zweiten Ende 46 des Spulenkerns 42 zugewandtangeordnet ist.
    [0061] Inden Kanal 78 mündetferner noch eine durch den Zwischenkörper 66 hindurch nachaußen geführte Bohrung 82,durch welche eine Zuleitung 84 von einer Außenseitedes Zwischenkörpers 66 inden Kanal 78 hineingeführtist, die durch diesen hindurch verläuft bis zur Öffnung 80 undaus der Öffnung 80 austritt,um bis zu einem Temperatursensor 86 zu verlaufen, der ineinem sich an das zweite Ende 46 des Spulenkerns 42 anschließenden undzwischen diesem und dem Deckel 40 angeordneten Vergußraum 88 sitzt.
    [0062] Diedurch den Kanal 78 verlaufende Zuleitung 84 istferner noch gegenüberdem Fortsatz 60 durch eine Isolationshülse 90 isoliert undaußerdem nochim Anschluß anden Fortsatz 60 durch einen Abschlußstopfen 92, welcherden Durchbruch 58 im Spulenkern 42 im Bereichdes zweiten Endes 46 verschließt.
    [0063] DerVergußraum 88 undsämtlicheZwischenräumezwischen den Magnetisierspulen 54 um den Spulenkern 42 herumsind mit einer Vergußmasse 94 ausgefüllt, wiein 3 und 4 dargestellt.
    [0064] Dieeinzelnen Windungen 52a, b der Magnetisierspulen 54 sindauf seiten des Basisgehäuses 30 ausdem Magnetisierfinger 14 herausgeführt und mit Verschaltelementen 96 elektrischverbunden, welche in dem Gehäusebecher 34 umden Kühlflächenträger 64 herumangeordnet und durch eine Vergußmasse 98 inden Gehäusebecher 34 isoliertvoneinander gehalten sind.
    [0065] ZurVersorgung der Magnetisierspulen 54 sind ferner externeAnschlüsse 100 vorgesehen, über welcheeine Stromversorgung aller Magnetisierspulen 54 gleichzeitigerfolgt.
    [0066] Wiein 2 ferner dargestellt, ist der Magnetisierkopf 12 ebenfallsan der Oberseite 16 des Gehäuses 10 gehalten undzwar so, daß diesermit der Basisplatte 32 des Basisgehäuses 30 an der Oberseite 16 anliegt,wobei das Basisgehäuse 30 ineinem Innenraum 102 des Gehäuses 10 liegt, während der Magnetisierfinger 14 sichdurch eine in der Oberseite 16 des Gehäuses 10 vorgesehene Öffnung 104 hindurcherstrecktund somit überdie Oberseite 16 in der beschriebenen Weise übersteht.
    [0067] ZurKühlungdes Kühlflächenträgers 64 im Bereichseiner Kühlfläche 72 wirdvon einem Kaltlufterzeuger 110 erzeugtes kaltes Gas, imeinfachsten Fall kalte Luft, in Form eines aus einer Öffnung 112 desKaltlufterzeugers 110 austretenden Kaltluftstroms 114 inden Hohlkörper 68 eingeblasenund nimmt überdie Kühlflächen 72 desselbenWärme aus demKühlkörper 62 auf.
    [0068] Vorzugsweisesitzt dabei die Öffnung 112 an einemdurch die Öffnung 70 inden Hohlkörper 68 hineinragendenDüsenstück 116,so daß derKaltluftstrom 114 die Kühlflächen 72 zunächst imkonischen Bereich 76 und dann im zylindrischen Bereich 74 beaufschlagtund außerhalbdes Düsenstücks 116 an diesementlang in Richtung der Öffnung 70 strömt und über die Öffnung 70 wiederaus dem Hohlkörper 68 austritt,wobei zur Verteilung des austretenden Kaltluftstroms 114 einsich an die Öffnung 70 anschließender Strömungsleitkörper 118 angeordnet ist,der den Kaltluftstrom 114 dann in den Innenraum 102 desGehäuses 10 austretenund sich in diesem verteilen läßt.
    [0069] Deraus der Öffnung 112 austretendeKaltluftstrom 114 hat vorzugsweise eine Temperatur unterhalbdes Gefrierpunkts, noch besser eine Temperatur die niedriger als –10° Celsiusliegt. Bevorzugterweise wird mit Temperaturen in der Größenordnung von –20° Celsiusgearbeitet.
    [0070] ZurErzeugung des Kaltluftstroms 114 bei einer derart niedrigenTemperatur ist der Kaltlufterzeuger 110 als auf dem Joule-ThomsonEffekt, das heißt alsauf irreversibler adiabatischer Expansion basierender Kaltlufterzeugerausgebildet, welcher einen Rohrkörper 120 umfaßt, in dessenInnenraum 122 unter Wirbelbildung die irreversible adiabatischeExpansion erfolgt, wobei auf der einen Seite des Rohrkörpers 120,nämlich über die Öffnung 112,der Kaltluftstrom 114 austritt und auf einer gegenüberliegendenSeite übereine Öffnung 124 einWarmluftstrom 126 austritt.
    [0071] DerKaltlufterzeuger ist dabei so angeordnet, daß dieser mit seinem die Öffnung 112 aufweisenden Endein dem Gehäuse 10 liegt,währender mit seinem die Öffnung 124 aufweisendenEnde außerhalb desGehäuses 10 liegt.
    [0072] DieLuftzufuhr zu dem Kaltlufterzeuger 110 erfolgt über einSchaltventil 130, welches in dem Gehäuse 10 angeordnetist und im einfachsten Fall in der Lage ist, die dem Kaltlufterzeuger 110 zugeführten Luftmengeaus- oder einzuschalten. Es ist aber auch möglich, das Schaltventil 130 soauszubilden, daß dieseseine variable Einstellbarkeit der dem Kaltlufterzeuger 110 zugeführten Luftmengezuläßt.
    [0073] Wiein 5 dargestellt, ist von der Steuerung 28 einmaldas Schaltventil 130 fürdie zum Kaltlufterzeuger 110 strömende Luftmenge steuerbar undeinmal eine Pulsstromquelle 132 zur Erzeugung des durchdie Magnetisierspulen 54 fließenden Stroms. Ferner ist dieSteuerung 28 mit dem Temperatursensor 86 gekoppelt.
    [0074] DieSteuerung 28 erfaßt über denTemperatursensor 86 die Temperatur im Magnetisierfinger 14, undzwar im Bereich des zweiten Endes 46 des Spulenkerns 42 aufeiner der Wärmeabfuhrdurch den Kühlkörper 62 gegenüberliegendenSeite desselben.
    [0075] DieSteuerung 28 arbeitet einerseits unter Heranziehung dervom Temperatursensor 86 erfaßten Temperatur im Magnetisierfinger 14 alsTemperaturregelung, in dem sie die vom Temperatursensor 86 gemesseneTemperatur mit einer Temperatur eines Sollbereichs SB vergleicht.Der Sollbereich SB ist festgelegt durch eine untere SollwertschwelleSTu und eine obere Sollwertschwelle STo, mit welcher die vom Temperatursensor 86 gemesseneTemperatur verglichen wird. Liegt die vom Temperatursensor 86 gemesseneTemperatur überder oberen Sollwertschwelle STo, so schaltet die Steuerung 28 den Kaltlufterzeuger 110 solange ein, bis durch die Kühlung desKühlkörpers 62 dievom Temperatursensor 86 gemessene Temperatur die untereSollwertschwelle STu erreicht hat und bei Erreichen der unterenSollwertschwelle STu erfolgt dann ein Abschalten des Kaltlufterzeugers 110,wie in 6 zum Zeitpunkt t1 dargestellt.
    [0076] Solangedie vom Temperatursensor 86 gemessene Temperatur dann zwischender unteren Sollwertschwelle STu und der oberen SollwertschwelleSTo liegt, erfolgt kein Einschalten des Kaltlufterzeugers 110 durchdie Steuerung 28. Erst wenn die vom Temperatursensor 86 gemesseneTemperatur die obere Sollwertschwelle STo überschritten hat, erfolgt einEinschalten des Kaltlufterzeugers 110, wie in 6 zumZeitpunkt t2 dargestellt, so lange, bisdie vom Temperatursensor 86 gemessene Temperatur die Temperaturder unteren Sollwertschwelle STu erreicht hat (6).
    [0077] Beispielsweiseliegt die obere Sollwertschwelle STo bei einer Temperatur im Bereichzwischen ungefähr15° Celsiusund ungefähr25° Celsius,vorzugsweise bei ungefähr20° Celsius,während dieuntere Sollwertschwelle STu beispielsweise im Bereich zwischen ungefähr 5° Celsiusund ungefähr 15° Celsius,vorzugsweise bei ungefähr10° Celsius, liegt.
    [0078] Einederartige Regelung der Temperatur im Magnetisierfinger 14 mittelsder Steuerung 28 unter Ein- und Ausschalten des Kaltlufterzeugers 110 ist bevorzugterweisebei einem Betrieb der erfindungsgemäßen Magnetisiereinrichtungin einem Teillastbereich, das heißt nicht bei ständig aufeinanderfolgendenMagnetisierungszyklen fürRingkörper 18,in vollem Umfang wirksam.
    [0079] Wirddie erfindungsgemäße Magnetisiereinrichtungmit in möglichstkurzen Intervallen aufeinanderfolgenden Magnetisierungszyklen betrieben,so stellt sich, wie ebenfalls in 6 dargestellt,beispielsweise ab einem Zeitpunkt t3, imMagnetisierfinger 14 eine Temperatur ein, die oberhalbder oberen Sollwertschwelle STo des Sollbereichs SB liegen kann. Über demSollbereich SB schließtsich, wie in 6 dargestellt, ein erlaubterBetriebsbereich BB an, in welchem im Magnetisierfinger 14 Temperaturenauftreten dürfen,die ohne eine langfristige Schädigungdes Magnetisierkopfes 12 und insbesondere ohne eine langfristigeSchädigungdes Magnetisierfingers 14 nach sich zu ziehen, zulässig sind.
    [0080] Dererlaubte Betriebsbereich BB erstreckt sich dabei zwischen der oberenSollwertschwelle STo und unter einer durch eine obere GrenztemperaturGT im Magnetisierfinger 14 definierten oberen Temperaturschwelle.
    [0081] Wirddurch den Temperatursensor 86, beispielsweise bei t4, eine Temperatur im Magnetisierfinger 14 gemessen,die überder oberen Grenztemperatur GT liegt, so erzeugt die Steuerung 28 einBlockiersignal BS, welches der Pulsstromquelle 132 zugeführt wirdund bei der Pulsstromquelle 132 bewirkt, daß diesekeine weiteren Strompulse zur Durchführung von Magnetisierungszyklenim Magnetisierfinger 14 erzeugt, das heißt, dasBlockiersignal BS blockiert das Erzeugen weiterer Strompulse für die Magnetisierspulen 54.
    [0082] DieBlockierung der Pulsstromquelle 132 dauert so lange an,bis durch den Kaltlufterzeuger 110 die vom Temperatursensor 86 erfaßte Temperaturim Magnetisierfinger 14 so weit reduziert wurde, daß dieseunterhalb der oberen Grenztemperatur GT liegt, wie bei t5 dargestellt. Durch das Abschalten des BlockiersignalsBS seitens der Steuerung 28 wird die Funktion der Pulsstromquelle 132 wiederfreigegeben und diese kann nun wiederum durch aufeinanderfolgendeStrompulse füraufeinanderfolgende Magnetisierungszyklen erzeugen.
    [0083] Vorzugsweiseliegt die obere Grenztemperatur GT im Bereich zwischen ungefähr 40° Celsiusund 60° Celsius,günstigerweisein der Größenordnung vonungefähr50° Celsius.
    [0084] Aufgrundder beschriebenen Regelung für dieTemperatur im Magnetisierfinger 14 ist bei Betreiben desMagnetisierfingers 14 bei innerhalb des erlaubten BetriebsbereichsBB liegenden Temperaturen der Kaltlufterzeuger 110 vonder Steuerung 28 stets voll eingeschaltet und bringt seinevolle Kühlleistungauf das Kühlelement 62,dennoch wird aufgrund des hohen Wärmeeintrags der SollbereichSB bei kurz aufeinanderfolgenden Magnetisierzyklen nicht erreicht.
    [0085] Dieshat dann zur Folge, daß – sobaldbeispielsweise größere Pausenzwischen den Magnetisierungszyklen auftreten – die Temperatur im Magnetisierfinger 14 niedrigerwird und sich dem Sollbereich SB annähert. Üblicherweise werden Temperaturen innerhalbdes Sollbereichs SB nur ohne Magnetisierungszyklen oder nur beisporadischen Magnetisierungszyklen erreicht.
    [0086] Mitder erfindungsgemäßen Steuerung 28 bestehtsomit die Möglichkeit,die im Magnetisierfinger 14 auftretenden Temperaturen dann,wenn der Wärmeeintragdurch Magnetisierungszyklen in den Magnetisierfinger 14 geringist, in dem Sollbereich SB zu halten, jedoch zu verhindern, daß die Temperaturenim Magnetisierfinger 14 und im Kühlkörper 62 unter denGefrierpunkt abfallen und somit aufgrund der niedrigen Temperaturdes Kaltluftstroms 114 Vereisungen im Bereich der Kühlflächen 72 auftreten.
    [0087] Andererseitsverhindert die erfindungsgemäße Steuerung 28 einezu starke Erwärmungdes Magnetisierfingers 14, welche die Lebensdauer der Magnetisierspulen 54 reduzierenwürde,wobei einfach durch Blockieren der Pulsstromquelle 132 derWärmeeintragin den Magnetisierfinger 14 dann begrenzt werden kann,wenn die Temperatur die obere Grenztemperatur GT überschreitet,um ausreichend Zeit zur Abkühlungdes Magnetisierfingers 14 mittels des Kaltlufterzeugers 110 unddes Kühlkörpers 62 zur Verfügung zuhaben.
    10 Gehäuse 12 Magnetisierkopf 14 Magnetisierfinger 16 Oberseite 18 Ringkörper 20 Mantelseite 22 Abdeckklappe 24 Achse 26 Frontseite 28 Steuerung 30 Basisgehäuse 32 Basisplatte 34 Gehäusebecher 36 Längsachse 38 Gehäusemantel 40 Deckel 42 Spulenkern 44 erstesEnde 46 zweitesEnde 48 Kernkörper 50 Magnetpole 52a,b Windung 54 Magnetisierspule 56 Umlaufrichtung 58 Durchbruch 60 Fortsatz 62 Kühlkörper 64 Kühlflächenträger 66 Zwischenkörper 68 Hohlkörper 70 Öffnung 72 Kühlfläche 74 zyl.Bereich 76 tricht.Bereich 78 Kanal 80 Öffnung 82 Bohrung 84 Zuleitung 86 Temperatursensor 88 Vergußraum 90 Isolationshülse 92 Abschlußstopfen 94 Vergußmasse 96 Verschaltelement 98 Vergußmasse 100 Anschlüsse 102 Innenraum 104 Öffnung 110 Kaltlufterzeuger 112 Öffnung 114 Kaltluftstrom 116 Düsenstück 118 Strömungsleitkörper 120 Rohrkörper 122 Innenraum 124 Öffnung 126 Warmluftstrom 130 Schaltventil132 Pulsstromquelle GT Grenztemperatur BB Betriebsbereich SB Sollbereich STo obereSollwertschwelle STu untereSollwertschwelle BS Blockiersignal
    权利要求:
    Claims (19)
    [1] Magnetisiereinrichtung umfassend ein Gehäuse (10), einenan dem Gehäuse(10) gehaltenen Magnetisierkopf (12) mit einemsich in Richtung einer Längsachse(36) erstreckenden Magnetisierfinger (14), inwelchem mindestens eine Magnetisierspule (54) sowie mindestensein Spulenkern (42) angeordnet sind, und eine Kühleinrichtung(62, 110) zur Kühlung des Magnetisierfingers(14), dadurch gekennzeichnet, daß in demMagnetisierkopf (12) ein mit einer Steuerung (28)gekoppelter Temperatursensor (86) angeordnet ist, und daß die Steuerung(28) dann, wenn der Temperatursensor (88) eine über eineroberen Temperaturschwelle (GT) liegende Temperatur im Magnetisierfinger(14) erfaßt,einen Magnetisiervorgang verhindert.
    [2] Magnetisiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß dieSteuerung (28) einen Magnetisiervorgang dann wieder zuläßt, wenndie Temperatur im Magnetisierfinger (14) eine Temperaturschwelle(GT) unterschreitet.
    [3] Magnetisiereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurchgekennzeichnet, daß mitder Steuerung (28) bei Überschreitender oberen Temperaturschwelle (GT) ein Stromimpuls eines Stromgenerators(132) fürdie mindestens eine Magnetisierspule (54) blockierbar ist.
    [4] Magnetisiereinrichtung nach einem der voranstehendenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, daß dieSteuerung (28) eine Regelung umfaßt, mit welcher die Kühleinrichtung(62, 110) ansteuerbar ist, und mit welcher dievom Temperatursensor (86) gemessene Temperatur im Magnetisierfinger(14) in einem Sollbereich (SB) regelbar ist.
    [5] Magnetisiereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,daß derSollbereich (SB) über demGefrierpunkt liegt.
    [6] Magnetisiereinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurchgekennzeichnet, daß derSollbereich (SB) zwischen einer oberen und einer unteren Sollwertschwelle(STo, STu) liegt.
    [7] Magnetisiereinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischendem Sollbereich (SB) und der oberen Temperaturschwelle (GT) einerlaubter Betriebsbereich (BB) liegt.
    [8] Magnetisiereinrichtung nach einem der voranstehendenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, daß dieKühleinrichtung(62, 110) auf einer Seite des Magnetisierfingers(14) Wärmeabführt.
    [9] Magnetisiereinrichtung nach einem der voranstehendenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, daß dieKühleinrichtung(62, 110) einen Kühlkörper (62) umfaßt, welchermit dem Spulenkern (42) thermisch gekoppelt ist.
    [10] Magnetisiereinrichtung nach Anspruch 9, dadurchgekennzeichnet, daß derKühlkörper (62) durchkörperlichenKontakt mit dem Spulenkern (42) gekoppelt ist.
    [11] Magnetisiereinrichtung nach einem der voranstehendenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, daß einKühlkörper (62)der Kühleinrichtung(62, 110) einen durch Kühlgas beaufschlagbaren Kühlflächenträger (64)umfaßt.
    [12] Magnetisiereinrichtung nach Anspruch 11, dadurchgekennzeichnet, daß derKühlflächenträger (64)kühlgasumlenkendausgebildet ist.
    [13] Magnetisiereinrichtung nach Anspruch 12, dadurchgekennzeichnet, daß derKühlflächenträger (64)einen Hohlkörper(68) aufweist, dessen Kühlflächen (72)mit dem Kühlgasbeaufschlagbar sind.
    [14] Magnetisiereinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis13, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlgas Kaltgaseines durch adiabatische Entspannung eines Gases erzeugbaren Kaltgasstromes (114)ist.
    [15] Magnetisiereinrichtung nach Anspruch 14, dadurchgekennzeichnet, daß derKaltgasstrom (114) durch irreversible adiabatische Entspannunggemäß dem JouleThomson Effekt erzeugbar ist.
    [16] Magnetisiereinrichtung nach Anspruch 14 oder 15,dadurch gekennzeichnet, daß derKaltgasstrom (114) eine Temperatur von weniger als 0°C aufweist.
    [17] Magnetisiereinrichtung nach einen der voranstehendenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, daß derTemperatursensor (86) an einer der Wärmeabfuhr durch die Kühleinrichtung(62, 110) gegenüberliegenden Seite des Magnetisierfingers(14) angeordnet ist.
    [18] Magnetisiereinrichtung nach einem der voranstehendenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, daß derTemperatursensor (86) in thermischem Kontakt mit einerden Spulenkern (42) umgebenden Vergußmasse (94) steht.
    [19] Magnetisiereinrichtung nach Anspruch 17 oder 18,dadurch gekennzeichnet, daß derTemperatursensor (86) nahe einem zweiten Ende (46)des Spulenkerns (42) angeordnet ist, welches einem durchdie Kühleinrichtung(62, 110) gekühltenersten Ende (44) des Spulenkerns (42) gegenüber liegt.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE102004018963B4|2006-05-18|
    JP2005303293A|2005-10-27|
    US20050231314A1|2005-10-20|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-11-03| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2006-11-16| 8364| No opposition during term of opposition|
    2015-07-28| R082| Change of representative|Representative=s name: HOEGER, STELLRECHT & PARTNER PATENTANWAELTE MB, DE |
    2017-08-29| R082| Change of representative|Representative=s name: HOEGER, STELLRECHT & PARTNER PATENTANWAELTE MB, DE |
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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